王 磊

(江蘇省常熟市中學(xué),江蘇 蘇州 215500)

概念是人類在認(rèn)識(shí)客觀事物的過程中,抽象出的對(duì)客觀事物的共同屬性和本質(zhì)特征的思維形式.物理概念則是在觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,將物理現(xiàn)象的共同特征集中起來加以概括而形成,是物理事實(shí)、物理本質(zhì)在人腦中的反映.它是物理學(xué)科的基礎(chǔ)內(nèi)容,是形成物理公式、原理、定律的前提.

物理概念教學(xué)指物理概念教與學(xué)的過程,教師在課堂上以優(yōu)化的教學(xué)理念、教學(xué)方式和方法、教學(xué)策略來發(fā)揮教師在概念教學(xué)中的主導(dǎo)作用,學(xué)生作為概念教學(xué)的主體,充分發(fā)揮自身主觀能動(dòng)性,積極參與探索過程,充分理解物理概念的內(nèi)涵與外延,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移[1].

1 高中物理概念教學(xué)中的幾個(gè)誤區(qū)

1.1 少引導(dǎo)式教學(xué),多演繹式教學(xué)

物理概念作為高中物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),是學(xué)習(xí)其它物理知識(shí)的前提.物理現(xiàn)象的認(rèn)知和物理問題的解決首先要求學(xué)生對(duì)物理概念有一個(gè)較好的理解和運(yùn)用.很多教師習(xí)慣運(yùn)用演繹式教學(xué)法進(jìn)行物理概念教學(xué),他們先通過簡(jiǎn)單的推演告訴學(xué)生概念性的理解,然后通過解題的方式讓學(xué)生鞏固對(duì)概念的掌握,對(duì)于學(xué)生來講,就是先有結(jié)論,再反推過程,違背物理概念的認(rèn)知過程,迫使學(xué)生只會(huì)機(jī)械式死記硬背,不明白概念背后的物理意義.只有積極轉(zhuǎn)變教學(xué)方式,更多地采用引導(dǎo)式教學(xué),通過一些引導(dǎo)性的關(guān)鍵問題,激發(fā)學(xué)生協(xié)同思考,才能更好地幫助學(xué)生構(gòu)建高中物理知識(shí)的框架和體系,最終將物理知識(shí)運(yùn)用于生活實(shí)踐.

1.2 少探究性實(shí)驗(yàn),多視頻和動(dòng)畫

物理概念是從物理現(xiàn)象中概括和抽象出來的規(guī)律,學(xué)生理解起來相對(duì)困難,為了讓學(xué)生對(duì)概念的理解化抽象為具體,許多教師習(xí)慣用視頻或動(dòng)畫代替必要的探究性實(shí)驗(yàn),殊不知,實(shí)驗(yàn)探究相比視頻和動(dòng)畫,更加具體、真實(shí)、科學(xué),應(yīng)讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究的過程中鍛煉思維.教師也應(yīng)當(dāng)包容探究過程中偶爾出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)失敗的情況,呵護(hù)課堂上學(xué)生提出的讓教師“意外”的問題,并有針對(duì)性地分析和釋惑.

1.3 少指向真實(shí)生活情境,多拘泥課本單一結(jié)論

物理概念具有抽象性、概括性和結(jié)論性,教師在教學(xué)過程中往往就概念講概念,認(rèn)為一節(jié)課只要圍繞一個(gè)公式展開,達(dá)成學(xué)生會(huì)用公式或結(jié)論解題的目標(biāo),就算他們真正理解了這個(gè)概念,使概念教學(xué)變成單一的公式記憶和粗暴的模仿訓(xùn)練.然而物理來源于生活,又運(yùn)用于生活,真實(shí)生活情境是物理概念形成的土壤,各個(gè)概念之間也存在著密切的邏輯關(guān)系,教師應(yīng)關(guān)注概念形成的完整性,從具體的問題出發(fā)結(jié)合相關(guān)前概念進(jìn)行教學(xué),才能使學(xué)生更好地掌握物理概念的內(nèi)涵和外延,培養(yǎng)他們的科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)素養(yǎng).

2 核心素養(yǎng)滲透下的高中物理概念教學(xué)途徑

一個(gè)新的物理概念的形成一般會(huì)經(jīng)歷情境感知、思維加工、順應(yīng)生成、應(yīng)用遷移從而達(dá)到內(nèi)化這幾個(gè)階段,所以在實(shí)施概念教學(xué)時(shí),應(yīng)當(dāng)以物理概念的形成過程為主線,逐步滲透對(duì)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培育,最后進(jìn)行有效的教學(xué)評(píng)價(jià).

2.1 優(yōu)化概念引入,促進(jìn)學(xué)生形成物理觀念

“興趣是最好的老師”,通過優(yōu)化物理概念學(xué)習(xí)的引入部分,可以激發(fā)學(xué)生對(duì)概念學(xué)習(xí)的興趣,點(diǎn)燃他們的學(xué)習(xí)熱情,提升教學(xué)效率.比如:教師可以通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的生活情境,引出具體問題,從而發(fā)展學(xué)生的思維,讓物理概念教學(xué)不再是枯燥乏味的公式推導(dǎo)、結(jié)論記憶;也可以利用學(xué)生的認(rèn)知沖突,挖掘新舊概念間的聯(lián)系,幫助學(xué)生進(jìn)行思維加工,形成正確的物理觀念;還可以從錯(cuò)誤的前概念著手引出物理新概念的學(xué)習(xí),這樣可以直截了當(dāng)?shù)刂赋鰧W(xué)生腦海中的錯(cuò)誤認(rèn)知、找出病因、對(duì)癥下藥,更具針對(duì)性地糾正學(xué)生錯(cuò)誤的物理觀念.

2.2 推動(dòng)概念的形成,發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維

物理概念形成是一個(gè)過程,教師可通過具體的教學(xué)方法推動(dòng)學(xué)生腦海中概念生成.比如:教師在進(jìn)行教學(xué)時(shí),通過問題驅(qū)動(dòng)法,以問題鏈的方式引導(dǎo)學(xué)生思考,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)問題鏈,將復(fù)雜的問題拆分為一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單基礎(chǔ)的小問題向?qū)W生提問,賦予學(xué)生更大的思考空間,更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性,使學(xué)習(xí)內(nèi)容由淺入深,循序漸進(jìn),也更加符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律;還可以通過建構(gòu)模型,讓概念學(xué)習(xí)化抽象為具體,同時(shí)在建模分析的過程中發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)推理和科學(xué)論證的能力.

2.3 把握概念間的聯(lián)系,提升學(xué)生科學(xué)探究的能力

高中物理概念之間不是彼此獨(dú)立的,而是有著密切的內(nèi)在聯(lián)系,教師應(yīng)挖掘不同概念間的關(guān)系,在教學(xué)過程中實(shí)施遷移教學(xué),幫助學(xué)生完善知識(shí)結(jié)構(gòu)、理清知識(shí)脈絡(luò)的同時(shí),實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移.比如:教師可通過類比法進(jìn)行概念講評(píng),在已學(xué)同類概念的基礎(chǔ)上,順利遷移到對(duì)新概念的理解,加速掌握新概念;還可以從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的角度,讓學(xué)生根據(jù)教師的演示實(shí)驗(yàn)自主設(shè)計(jì)分組探究實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步總結(jié)和驗(yàn)證,提升學(xué)生科學(xué)探究的能力.

2.4 落實(shí)概念的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

高中物理課程注重與生產(chǎn)生活、現(xiàn)代社會(huì)及科技發(fā)展的聯(lián)系,關(guān)注物理學(xué)的技術(shù)應(yīng)用帶來的社會(huì)問題,旨在培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)參與意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感.因此,物理概念教學(xué)中應(yīng)落實(shí)對(duì)概念的應(yīng)用,在引導(dǎo)學(xué)生形成物理觀念、提升科學(xué)思維和科學(xué)探究能力的同時(shí),重視學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng),促使學(xué)生把握科學(xué)的本質(zhì)、樹立嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度.比如:教師在物理概念教學(xué)過程中可通過播放科普視頻的方式,補(bǔ)充拓展所學(xué)物理概念在生活中的具體應(yīng)用,讓學(xué)生體會(huì)物理來源于生活,又運(yùn)用于生活[2].

3 核心素養(yǎng)滲透下的高中物理概念教學(xué)實(shí)例

下面筆者以人教版高中物理選擇性必修第一冊(cè)第三章第一節(jié)《波的形成》為例,淺述如何進(jìn)行核心素養(yǎng)滲透下的高中物理概念教學(xué).

3.1 生活情境,引發(fā)思考,滲透物理觀念

課堂引入:隨著近來全國(guó)各地小型地震高發(fā),讓我們不得不更多地關(guān)注并研究地震,接著播放一段攝像頭拍攝到的地震來臨時(shí)某校教室的真實(shí)場(chǎng)景,學(xué)生通過觀察發(fā)現(xiàn),地震來臨時(shí)桌椅、墻壁在晃動(dòng).

引發(fā)問題:為何地震來臨時(shí),物體會(huì)晃動(dòng)?

教師引導(dǎo):因?yàn)橛械卣鸩?為何地震波會(huì)使物體晃動(dòng)?引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“波”概念進(jìn)行初步思考.日常生活中最常見的還有水波,通過水波,讓學(xué)生在腦海中初現(xiàn)波形雛形.

小組探究:每組分發(fā)一根細(xì)軟的長(zhǎng)繩(如帶操使用的彩帶),利用長(zhǎng)繩嘗試形成繩波.通過抖動(dòng)豎直方向繩子的上端,觀察到下方繩上隨之出現(xiàn)波形,自然而然過渡到對(duì)“波的形成”進(jìn)行深入分析.

課堂開始,通過地震這一真實(shí)生活情境,引發(fā)學(xué)生對(duì)地震波地思考,激發(fā)學(xué)生對(duì)“波”相關(guān)概念的學(xué)習(xí)興趣.利用日常生活中常見的水波引導(dǎo)學(xué)生對(duì)繩波形成進(jìn)行嘗試,逐步滲透“波”的觀念.

3.2 建立模型,深入分析,發(fā)展科學(xué)思維

教師引導(dǎo):繩端振動(dòng),下方繩子跟著晃動(dòng),由于物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變一定是受到力的作用,引出繩中張力概念.以自制教具展示放大后繩上質(zhì)點(diǎn)的模型.(如圖)

圖1 繩上質(zhì)點(diǎn)模型圖

引發(fā)問題:要使模型上的小球(質(zhì)點(diǎn))形成波形,怎么做?

深入分析:只需使第一個(gè)小球振動(dòng),球與球之間會(huì)通過細(xì)線和小木棒產(chǎn)生相互作用,第一個(gè)帶動(dòng)第二個(gè),第二個(gè)再帶動(dòng)第三個(gè)……以此類推,整體便出現(xiàn)彎曲的波形,總結(jié)出繩上質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)特點(diǎn):帶動(dòng)性、重復(fù)性、滯后性,后面質(zhì)點(diǎn)在前面質(zhì)點(diǎn)地帶動(dòng)下做受迫振動(dòng).通過觀察單獨(dú)標(biāo)記的紅色小球,得出波向前傳播過程中,只把能量(如動(dòng)能)傳播出去,波上質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移.

該部分通過建立放大的質(zhì)點(diǎn)模型進(jìn)行深入分析,既承接了上一章《機(jī)械振動(dòng)》中“受迫振動(dòng)”的概念,又為下一節(jié)《波的描述》地學(xué)習(xí)做鋪墊,將不同物理概念有機(jī)統(tǒng)一,幫助學(xué)生進(jìn)行更深層次的理解.過程中,通過建模分析的方法提升了學(xué)生科學(xué)推理與合理論證的能力,發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維,同時(shí)鞏固了對(duì)于“能量”這一概念的理解.

3.3 類比實(shí)驗(yàn),總結(jié)概括,體現(xiàn)科學(xué)探究

提出問題:繩子可以形成繩波,如果給大家一根彈簧,是否可以形成彈簧波?

教師引導(dǎo):和繩波一樣,只需使彈簧的一端先開始振動(dòng),就可以帶動(dòng)剩余部分跟著振動(dòng),一定也能形成波,那么彈簧端點(diǎn)應(yīng)沿什么方向振動(dòng)?

類比實(shí)驗(yàn):學(xué)生通過一根軟彈簧,改變其端點(diǎn)的振動(dòng)方向(垂直彈簧自身長(zhǎng)度方向和沿著彈簧自身長(zhǎng)度方向),都能觀察到彈簧上的其它部分跟著振動(dòng)起來,形成了彈簧波.其中振動(dòng)方向與波傳播方向垂直形成的主要是橫波,振動(dòng)方向沿波傳播方向形成的是縱波,知道橫波的波峰與波谷、縱波的密部和疏部等概念.

該部分圍繞主題“波的形成”開展探究活動(dòng),學(xué)生通過類比,根據(jù)繩波的形成過程,探究如何形成彈簧波.通過端點(diǎn)振動(dòng)方向地改變,更好地區(qū)分橫波和縱波的概念.而通過彈簧波形成過程,也能使學(xué)生充分理解“質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移”這一概念.整個(gè)探究過程,使橫波和縱波概念的學(xué)習(xí)更具生動(dòng)性、科學(xué)性.

3.4 科普視頻,補(bǔ)充拓展,落實(shí)科學(xué)責(zé)任與態(tài)度

解決問題:對(duì)生活中常見的橫波和縱波進(jìn)行分類,再回到課程引入部分關(guān)于地震波的設(shè)問,學(xué)生很容易想到一定是由于物體的振動(dòng)產(chǎn)生了地震波,從而引發(fā)了地震.接著播放一段有關(guān)地震波的科普短視頻,通過短視頻,學(xué)生知道巖石顆粒的振動(dòng)產(chǎn)生了地震波,其中包含橫波和縱波,且縱波傳播速度大于橫波,傳到地面時(shí)使地面物體做受迫振動(dòng),因而晃動(dòng).教師也可適當(dāng)給學(xué)生普及一些人文背景知識(shí),充分利用跨學(xué)科課程資源,幫助學(xué)生更好地理解和掌握地震波的概念[3].

概念總結(jié):機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波.

該部分作為新課內(nèi)容的結(jié)束,回到課程開始提出的問題,前后呼應(yīng),使學(xué)生對(duì)波有關(guān)概念的理解更加完整.又通過科普視頻補(bǔ)充拓展,激發(fā)學(xué)生的求知欲,對(duì)概念的理解也更加深刻,同時(shí)將物理教學(xué)指向科學(xué)社會(huì),有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的人生態(tài)度和科學(xué)責(zé)任.